Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования

Подождите немного. Документ загружается.

2.7.

Стеки

протоколов

типы

сетей

поручить

обработку событий,

автоматическое реагирование

на

них.

Для

этого

агентах имеются триггеры, фиксирующие наступление событий,

сред-

ства

их

обработки. Команды

SNMP

могут запрашивать значения объектов

MIB,

посылать ответы, менять значения параметров.

Чтобы послать команду

SNMP,

используют транспортный протокол UDP.

Одной

из

проблем управления

по

SNMP является защита агентов

и ме-

неджеров

от

ложных команд

ответов, которые могут дезорганизовать работу

сети. Используется шифрование сообщений,

но это

снижает скорость реакции

сети

на

происходящие события.

Расширением SNMP являются протоколы

RMON

(Remote Monitoring)

для

сетей

Ethernet

Token Ring

RMON2

для

сетевого уровня. Преимущество

RMON

заключается

меньшем трафике,

так как

здесь агенты более самостоя-

тельны

сами выполняют часть необходимых управляющих воздействий

на

состояние

контролируемых

ими

узлов.

На

базе

протокола SNMP разработан

ряд

мощных

средств

управления, примерами

которых

могут служить продукт

Manage

WISE фирмы Novell

или

система

UnicenterTNG

фирмы

Computer

Associates.

С их

помощью администратор сети может выполнять сле-

дующие действия:

1 —

строить

2£>-изображение

топологии

сети,

причем

на

разных иерар-

хических уровнях,

перемещаясь

от

региональных масштабов

до

подсетей

ЛВС

(при

ин-

терактивной

работе);

2 —

разделять

сеть

на

домены управления

по

функциональным,

географическим

или

другим принципам

установлением своей политики управления

каждом

домене;

—разрабатывать

нестандартные агенты

помощью имеющихся инст-

рументальных

средств.

Дальнейшее развитие подобных систем может идти

направлении связи

сетевых ресурсов

проектными

или

бизнес-процедурами

сетевых событий

событиями

процессе проектирования

или

управления предприятиями.

Тогда

система

управления

сетью

станет комплексной системой управления процес-

сами

проектирования

управления предприятием.

Рассмотрим другие стеки протоколов.

Протоколы

SPX/IPX

сетях Netware фирмы Novell используются протоколы

SPX

(Sequence

Packet

Exchange)

и IPX

(Internet Packet Exchange)

для

транспортного

сете-

вого

уровней соответственно.

Адрес получателя

пакете

IPX

состоит

из

номера сети (фактически номе-

ра

сервера), адреса узла (это

имя

сетевого адаптера)

имени гнезда (при-

кладной

программы). Пакет имеет заголовок

в 30

байт

блок данных длиной

до

546

байт.

пакете

SPX

заголовок включает

байт,

т. е.

блок данных

не

более

534

байт.

Установление

виртуального соединения

в SPX

(создание сессии) заклю-

чается

посылке клиентом запроса connect, возможная реакция сервера

—

con-

nected

(успех)

или

disconnected (отказ). Запрос

на

разъединение возможен

как

от

сервера,

так и от

клиента.

После

установления соединения передача ведется

по

дейтаграммному

прото-

колу

IPX.

Техническое

обеспечение

САПР

Сети

Х.25

Frame

Relay

Сети Х.25, работающие

по

одноименному стеку протоколов, предложенно-

му

международным телекоммуникационным союзом

ITU

(International

Telecommunication

Union), относятся

первому поколению

сетей

коммутации

пакетов. Протоколы Х.25 разработаны

еще в

1976

г. В

свое время

они

получили

широкое

распространение,

России

их

популярность сохраняется, поскольку

эти

сети хорошо приспособлены

работе

на

телефонных каналах невысокого

качества, составляющих

России значительную долю каналов связи.

помо-

щью

сетей

Х.25 удобно соединять локальные сети

территориальную сеть,

устанавливая между ними мосты Х.25.

Стандарт Х.25 относится

трем нижним уровням

ЭМВОС,

т. е.

включает

протоколы физического, канального

сетевого уровней.

На

сетевом уровне

ис-

пользуется коммутация пакетов.

Характеристика сети

Х.25:

•

пакет содержит адресную, управляющую, информационную

контроль-

ную

части,

т. е. в его

заголовке

имеются флаг, адреса отправителя

получателя,

тип

кадра (служебный

или

информационный), номер кадра (используется

для

правильной

сборки сообщения

из

пакетов);

• на

канальном уровне применено «оконное» управление, размер окна задает

число кадров, которые можно передать

до

получения подтверждения (это число

равно

или

128);

•

передача данных

по

виртуальным (логическим) каналам,

это

относится

сетям

установлением соединения;

•

узлы

на

маршруте, обнаружив ошибку, ликвидируют ошибочный пакет

запрашивает повторную передачу пакета.

сетевом протоколе Х.25 значительное внимание уделено контролю оши-

бок

(в

отличие, например,

от

протокола

IP, в

котором обеспечение надежности

передается

на

транспортный уровень).

Эта

особенность приводит

уменьше-

нию

скорости передачи,

т. е.

сети

Х.25 низкоскоростные,

но при

этом

их

можно

реализовать

на

каналах связи

невысокой помехоустойчивостью. Контроль

ошибок

производится

при

инкапсуляции

восстановлении пакетов

(во

всех про-

межуточных

узлах),

а не

только

оконечном узле.

При

использовании

на

физическом уровне телефонных каналов

для

подключения

сети достаточно иметь компьютер

модем. Подключение

осуществляет провайдер (провайдерами

для

Х.25 являются, например,

владельцы ресурсов сетей Sprint,

Infotel,

«Роспак»

др.)

Типичная

структура сети Х.25 показана

на

рис.

2.10.

Типичная

АКД

Х.25

—

синхронный модем

дуплексным бит-ориентирован-

ным

протоколом. Скорости

от 9,6 до 64

кбит/с. Протокол физического уров-

ня

для

связи

цифровыми каналами передачи данных

—

Х.21,

а с

аналоговы-

ми-Х.2

Ibis.

2.7.

Стеки

протоколов

типы

сетей

Рис.

2.10.

Сеть

Х.25

сетях пакетной коммутации Frame Relay (FR)

отличие

от

сетей

Х.25

обеспечивается большая скорость передачи данных

(до 45

Мбит/с)

за

счет

ис-

ключения

контроля ошибок

промежуточных

узлах,

так как

контроль, адреса-

ция,

инкапсуляция

восстановление выполняются

оконечных пунктах,

т. е. на

транспортном

уровне.

промежуточных

узлах

ошибочные пакеты

могут

только

отбрасываться,

запрос

на

повторную

передачу происходит

от

конечного узла

средствами уровня, выше

сетевого.

Но для

реализации

нужны помехо-

устойчивые каналы передачи данных.

Другая особенность

FR—пункты

доступа фиксируются

при

настройке порта

подключения

сети,

а не

динамически

процессе установления соединения.

Поэтому

наиболее подходящая сфера применения

FR —

объединение совокуп-

ности

ЛВС, находящихся

на

значительном расстоянии

друг

от

друга.

сетях

сигнализация

перегрузках осуществляется вставкой соот-

ветствующих битов

заголовок пакетов, проходящих

по

перегруженному

маршруту,

управление потоками предусматривает динамическое распределение

полосы

пропускания между соединениями. Поэтому возможна,

отличие

от

сетей Х.25,

не

только передача данных,

но и

передача оцифрованного голоса

(так

как для

передачи голоса обычно требуется режим реального времени).

По

этой

же

причине

лучше приспособлены

для

передачи неравномерного

трафика,

характерного

для

связей между ЛВС.

Сети

также получают широкое распространение

России

по

мере раз-

вития

помехоустойчивых каналов связи,

так как

облегчен переход

к ним от

сетей

Х.25.

Заметим,

что

радикальное повышение скоростей передачи интег-

рированной

информации связывают

внедрением сетей асинхронной передачи

данных.

Сети

ATM

Технология асинхронной передачи данных, реализованная

сетях

ATM

(Asynchronous

Transfer

Mode), относится

перспективным технологиям, обес-

печивающим

высокие скорости передачи разнородной информации (данных,

речевых

видеосигналов)

на

значительные расстояния. Действительно, пере-

дача

голосовой

видеоинформации обычно требуется

режиме реального вре-

Техническое обеспечение

САПР

мени,

видеоинформация характеризуется большими объемами,

и,

следователь-

но,

задержки должны быть только малыми (например,

для голосовой

связи—не

более

6 с).

Технология

ATM

представляет собой быструю коммутацию коротких

пакетов фиксированной длины

(53

байт), называемых ячейками.

силу этой

причины

саму технологию

ATM

иногда называют коммутацией ячеек.

Сети

ATM

относят

сетям

установлением соединения,

но

возможны

ва-

рианты

и без

установления соединения. Соединения могут быть постоянными

динамическими. Первые устанавливаются

разрываются администратором

сети,

их

действие продолжительно,

для

каждого нового обмена данными между

абонентами постоянного соединения

не

нужно тратить время

на его

установ-

ление.

Вторые устанавливаются

ликвидируются автоматически

для

каждого

нового сеанса связи.

Каждое

соединение получает свой идентификатор, который указывается

заголовке ячеек.

При

установлении соединения каждому коммутатору

на

выбранном

пути

следования данных передается таблица соответствия

идентификаторов

портов коммутаторов. Коммутатор, распознав идентифи-

катор,

направляет ячейку

нужный порт. Непосредственное указание

заголовке адресов получателя

отправителя

не

требуется, заголовок корот-

кий

—

всего

байт.

Высокие скорости

в ATM

обеспечиваются рядом технических решений.

Во-первых, большое число каналов

временным мультиплексированием

(TDM) можно использовать

для

параллельной передачи частей одного

того

же

«объемного» сообщения

(статистическое

мультиплексирование}.

При

этом

цикл

синхронизации состоит

из

отдельных участков, длины участка

ячейки

совпадают.

Под

конкретное сообщение можно выделить

интервалов, сово-

купность

которых называют виртуальным каналом. Скорость передачи можно

регулировать, изменяя

Если сеть

ATM

оказывается перегруженной,

то во

избежание

потери информации возможна

буферизация

данных

для

выравнива-

ния

загрузки каналов. Регулирование загрузки (управление потоком) осуществ-

ляется периодическим включением (обычно через

кадра) служебной

/?М-ячейки

информационный поток.

В эту

ячейку промежуточные коммута-

торы

конечный узел

могут

вставлять значения управляющих битов, сигнали-

зирующие

перегрузке

или

недогрузке канала.

ЛМ-ячейка

от

конечного

узла

передается

обратном направлении источнику сообщения, который может

со-

ответственно изменить режим передачи.

частности, применяется режим

за-

нятия

всех свободных ресурсов

при

перегрузке. Таким образом, происходит

динамическое

перераспределение нагрузки.

Во-вторых, отрицательные квитанции

при

искажениях собственно сообще-

ний

(но не

заголовков) возможны только

от

конечного пункта.

Это

исключает

потери времени

промежуточных пунктах

на

ожидание подтверждений. Такой

способ иногда называют коммутацией кадров

(в

отличие

от

коммутации паке-

тов). Контрольный

код

(четырехбайтный

циклический)

для

информационной

час-

ти

сообщения имеется только

конце последнего пакета сообщения.

Стеки

протоколов

типы

сетей

В-третьих,

упрощена маршрутизация. Собственно установление соединения

выполняется

аналогично этой процедуре

TCP/

IP.

Однако далее номер рассчи-

танного маршрута помещается

заголовок каждого пакета,

и для них не

нуж-

но

заново определять маршрут

по

таблицам маршрутизаторов

при

прохожде-

нии

через сеть. Такую передачу называют

маршрутизацией

от

источника.

Другими словами, осуществляется передача

установлением соединения

(в

отличие,

например,

от

IP).

При

этом клиент

направляет

серверу запрос

виде

специального

управляющего

кадра. Кадр проходит через промежуточные мар-

шрутизаторы

(или) коммутаторы,

которых

соединению

(каналу

присва-

ивается номер VPI/VCI (идентификаторы) маршрута. Если

передача

адресована

нескольким узлам,

то

соответствующие

идентификаторы

коммутаторах при-

сваиваются нескольким каналам.

В-четвертых, фиксированная длина пакетов (кадров)

упрощает

алгоритмы

управления

буферизации данных, исключает необходимость

инк^тсуляции

или

конвертирования пакетов

при

смене форматов

промежуточных

сетях (если

они

соответствуют формату ячейки ATM), упрощает коммутацию.

технологии

ATM

введены

три

уровня

(рис.

2.11).

Адаптационный

уровень

AAL

аналогичен транспортному уровню

ЭМВОС,

на нем

происходит

разделение сообщения

на

пакеты

(до 64 К

байт)

с у

правляющей

контрольной

информацией,

те, в

свою

очередь,

делятся

на

48-байтные

ячейки,

выполняется

преобразование битовых входных потоков

один поток

соблюдением пропор-

ций

между числом ячеек

для

данных, голосовой

видеоинформации, опреде-

ляется

вид

сервиса.

При

этом должна

поддерживаться

скорое

гь

передачи дан-

ных,

необходимая

для

обеспечения

соответствующею

сервиса.

На

следующем

уровне, называемом ATM,

каждой ячейке

добавляется

пятибайговый

заголо-

вок

маршрутной информацией. Третий уровень

—

физический

—

слушал

для

преобразования данных

электрические

или

оптические

сигналы.

Физические среды

для

ATM-сетей

—

каналы

SDH или

Г}'

Г4'

Е4),

реали-

зуемые

на

ВОЛС, витой паре

или

коаксиальном

кабеле

При

использовании

магистральной

сети

SDH для

передачи информации

по

техноло!

иям

АГМ

или

сети

ATM и FR

называют наложенными вторичными

сетями.

Доступ

транспортной сети осуществляется через специальные мультиплексоры.

Го

то

*ft

<«

gfe

! J

ОЛОС

Оконечные

станции

Переключатель

(switch)

Рис.

2.11.

Уровни

протоколов

технологии

ATM

Техническое

обеспечение

САПР

Примером высокоскоростной магистральной

сети

передачи данных может служить

московская

сеть

SDH, созданная фирмой

МТУ-Информ.

В ней

имеются

уровни

коль-

цами

STM-16,

STM-4,

STM-1.

Надежность передачи данных высокая, поскольку

для

каждого потока данных образуются

два

канала—основной

дублирующий,

по

которым

одна

та

же

информация

передается

параллельно. Подключение

сети—через

или

ATM

на

расстоянии

до 3 км.

Каналы

ATM со

скоростями

51,

155,622

2488

Мбит/с называют каналами

ОС-1,

ОС-3,

ОС-12

ОС-48 соответственно.

сожалению,

распространен-

ных

протоколах, таких,

как

TCP/IP

или

Х.25, пакеты имеют переменную длину,

что

вызывает трудности совмещения программно-аппаратных средств рас-

пространенных технологий

ATM,

связи

с чем

замедляется внедрение ATM.

настоящее время используются также промежуточные технологии.

Та-

ковой

прежде всего является рассмотренная технология ретрансляции кадров

(FR),

которой применена коммутация пакетов длиной

кбит

установлением

соединения.

Проблемы совмещения технологий

ATM и

существующих сетей решаются

организацией

ATM

Forum

рядом промышленных фирм. Разрабатываются

коммутаторы

концентраторы, обеспечивающие совместную работу ATM-

магистралей, сетей, работающих

по

протоколам

TCP/IP,

локальных

сетей,

таких,

как

Ethernet, Fast Ethernet,

FDDI.

частности, разработаны специфика-

ции

IP-over-ATM

более современные МРОА

(Multi-Protocol-Over-ATM),

также реализующие

их

средства

для

передачи IP-дейтаграмм

пакетов, сфор-

мированных

по

другим протоколам, через ATM-сети.

При

реализации

TCP/IP

поверх ATM-протоколов необходимо сохранить

высокую скорость ATM-сети. Однако этому препятствуют возможные потери

при

передаче некоторых

53-байтных

ячеек,

на

которые разбивается ТСР-сег-

мент.

Такая

потеря вызывает необходимость повторной передачи всех ячеек

сегмента, поскольку

в ATM

контроль правильности передачи ведется

по

отно-

шению

ко

всему сообщению

(в

данном случае сегменту). Существенно

со-

кратить

число повторно передаваемых ячеек позволяют специальные алгорит-

мы.

Промышленные

сети

интегрированных системах проектирования

управления

на

уровнях

цеховом

ниже используются специальные вычислительные сети

АСУТП,

называемые промышленными (или Fieldbus).

число узлов сети входят

компьютеры, выполняющие функции числового управления технологическим

оборудованием

функции

SCADA.

Во

встроенных системах использование оборудования разных производи-

телей возможно, только если

эти

системы являются открытыми, что,

свою

очередь, диктует необходимость стандартизации промышленных шин. Однако

разнообразие

условий работы систем

требований

ним,

также исторические

причины развития технологий обусловливают использование

на

практике ряда

унифицированных

решений.

Стеки протоколов

типы

сетей

Различают последовательные

параллельные шины. Примерами после-

довательных

шин

могут служить Fiber Channel,

Fire

Wire 1394, USB, Ethernet,

параллельных

шин —

VMEbus,

PCI и др.

На

верхних уровнях иерархии систем

для

связи компьютеров между собой,

как

правило, используют последовательные шины, характерные

для

ЛВС.

На

цеховом уровне

настоящее время преимущественно

используют

сети

Ethernet

(ШЕЕ

802.3).

На

среднем уровне

АСУТП

для

связи компьютеров

системами числового

программного управления

(ЧПУ)

обычно применяют сети Fieldbus, называе-

мые

полевыми шинами.

Под

Fieldbus понимают физический способ соедине-

ния

устройств

протоколы взаимодействия,

т. е. в

полевых шинах имеют мес-

то

протоколы

трех

уровней: физического, канального, прикладного.

полевым

шинам

относятся последовательные шины

Profibus,

Interbus/S,

CANbus

и др.

Особенностями полевых

шин

являются режим реального времени, детермини-

рованность

поведения, повышенная надежность

при

работе

промышленной

среде.

Для

связи компьютеров

высокоскоростными периферийными устрой-

ствами служат шины

Infiniband,

Fiber Channel, USB,

FireWire

1394,

низкоско-

ростными

устройствами связь осуществляют через интерфейсы

RS-232,

RS-422,RS-485.

На

нижнем уровне АСУТП модули контроллеров, датчиков, измерительно-

го

другого оборудования

пределах одного функционального узла (например,

соединение

слотов

крейте)

соединяются чаще всего посредством

магист-

рально-модульных

параллельных шин,

как

правило

шин

VMEbus

или

Сот-

pactPCI.

Шина

VMEbus стандартизована

1987г.

(стандарт

IEEE 1014). Конструктив-

ное

оформление выполняется

по

стандартам

Евромеханики

(IEEE

1101.10

ШЕЕ

1101.11).

крейте может быть

до

слота,

которых размещаются платы

унифицированных

размеров.

Информационная

скорость—до

320

Мбайт/с. Шина

эффективно

работает

условиях большого числа прерываний

от

устройств вво-

да-вывода,

что

важно

для

встроенного оборудования.

Шина

CompactPCI (PCI

—

Peripheral

Component Interconnect)

—

мульти-

плексируемая синхронная шина, стандартизована

середине

1990-х

годов.

Фактически

CompactPCI

— это

известная шина PCI, выполненная

формате

Евромеханики. Максимальное число модулей

крейте

16.

Максимальная про-

пускная

способность

132

Мбайт/с

для

32-разрядных передач

или 264

Мбайт/с

—

для

64-разрядных передач.

Программная связь

аппаратурой нижнего уровня (датчиками, исполнитель-

ными

устройствами) происходит через драйверы. Межпрограммные связи реа-

лизуются

через

интерфейсы, подобные OLE.

Для

упрощения создания систем

разработан

стандарт

ОРС

(OLE

for

Process Control).

Обычными

для

промышленных сетей являются предельные расстояния

между

узлами (датчиками, исполнительными устройствами

контроллерами)

сотни метров, размеры сообщений

- до 1 К

байт

(в

сжатой форме). Опрос

Техническое обеспечение

САПР

датчиков периодический. Важное требование

промышленной сети

—

обес-

печение работы

реальном масштабе времени, поэтому

для

АСУТП

сети

типа

Ethernet

не

подходят, поскольку

в них не

гарантируется ограничение задержек

сверху.

Пример промышленной

сети

—

Profibus,

скорость

Мбод, пакеты

до 247

байт,

рас-

стояния

до

1,5

км.

Имеет выход

сеть

АСУП,

качестве которой чаще всего используется

сеть Ethernet. Наряду

Profibus, используют

другие протоколы, например, популярен

протокол CAN.

На

физическом уровне

Fieldbus

часто используют интерфейс RS-485

—

витая пара, длина сегмента

до

1,2

км, на

сегменте может быть

до 32

узлов.

Сетевое

коммутационное

оборудование

Узлы

средах

передачи данных, выполняющие функции связи между час-

тями

сложной

сети

(internetworking), составляют

сетевое

(коммутационное)

оборудование.

сетевое

оборудование входят повторители, мосты, концентра-

торы, коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы, модемы

и др.

Повторитель (repeater)

—

блок взаимодействия, служащий

для

регенера-

ции

электрических сигналов, передаваемых между двумя сегментами ЛВС.

Повторители используются

случае, если реализация

ЛВС на

одном сегменте

кабеля

(отрезке, моноканале)

не

допускается из-за ограничений

на

расстоя-

ние

или на

число узлов, причем

при

условии,

что в

соседних сегментах исполь-

зуются один

и тот же

метод доступа

одни

и те же

протоколы. Трафик

сегментах,

соединенных повторителем,

—

общий. Повторитель может быть

многопортовым. Сигнал, пришедший

на

один

из

портов, повторяется

на

всех

остальных портах.

Концентраторы предназначены

для

объединения

сеть многих узлов. Так,

концентраторами

являются

хабы

сетях

10Base-T

или

Token Ring. Однако такие

концентраторы

подобно повторителям создают общую среду передачи данных

без

разделения трафика.

Мост (bridge)

—

блок взаимодействия, служащий

для

соединения разных

подсетей, которые могут иметь неодинаковые канальные протоколы.

При

малых расстояниях между подсетями связь возможна через серверы

подсетей,

которых размещаются интерфейсные платы, называемые внутрен-

ними мостами,

соответствующее сетевое программное обеспечение. Воз-

можно применение внешних мостов

—

специально выделяемых узлов

для це-

лей

сопряжения

по

одному

каждой

из

соединяемых подсетей. Внешние мосты

обходятся дороже,

но

обеспечивают лучшие эксплуатационные характеристи-

ки.

Важная функция мостов

—

ограничение трафика,

так как

локальный трафик

одной подсети замыкается

ней,

не

проходя

другую

подсеть.

Обычно мост имеет

два

порта, хотя существуют

многопортовые мосты.

Каждый

порт может оказаться входным

или

выходным. Управление передачей

пакетов

выполняется

помощью маршрутной таблицы моста,

которой строки

содержат соответствующие друг другу значения адреса узла

номера порта

моста. Если пакет пришел

порт

А и по

таблице адрес относится

тому

же

порту

А, то

пакет остается

данной ЛВС, иначе передается

порт

В,

который

2.7.

Стеки

протоколов

типы

сетей

найден

по

таблице. Первоначальное заполнение таблицы происходит

по

адресам

источников

пакетов:

строку заносятся адрес отправителя

номер входного

порта. Таблицы могут изменять

во

времени свое содержимое. Если некоторые

адреса

по

истечении длительного времени

ни

разу

не

активировались,

то

строки

такими адресами удаляются,

их

восстановление

или

занесение новых адресов

выполняется

по

процедуре первоначального заполнения.

Возможные варианты мостовых соединений представлены

на

рис.

2.12.

Вариант

обеспечивает

большую

пропускную способность

по

сравнению

вариантом

а.

Вариант

близок

варианту

б по

пропускной способности,

он до-

роже,

но

именно

его

необходимо применять, если расстояния между подсетя-

ми

довольно большие. Вариант

используют

для

увеличения скорости

при

боль-

шом

трафике. Наконец, вариант

предназначен

для

случаев расстояний

несколько

километров

более.

Корпоративную

сеть,

состоящую

из

подсетей, связанных мостами, можно

назвать

автономной системой

(AS —

Autonomous System). Связь одной

AS с

другими осуществляется через маршрутизатор

или

шлюз. Такой маршрутизатор

называют пограничным.

качестве

можно рассматривать

более сложную

совокупность

связанных

AS,

если

эта

совокупность имеет выход

во

внешние

сети опять

же

через пограничный маршрутизатор

(шлюз).

Из

сказанного

следует,

что

структура глобальных

сетей

является иерархической.

Коммутаторы

отличие

от

концентраторов предназначены

для

объеди-

нения

сеть многих узлов

или

подсетей

разделением трафика между под-

сетями.

Как и в

мостах, пакеты передаются только

в ту

подсеть,

для

которой

они

предназначены,

что

уменьшает общую загрузку сети.

Но в

отличие

от

много-

портового

моста

коммутаторе возможно одновременно иметь много соеди-

нений,

т. е.

обеспечивается параллельная передача сообщений. Коммутаторы

используют также

для

связи нескольких

ЛВС с

территориальной

сетью.

Один

коммутатор

может объединять несколько

как

однотипных,

так и

разнотипных

ЛВС.

Рис. 2.12. Варианты

мостовых

соединений:

—

каскадное

соединение;

б—многопортовый

мост;

в —

соединение

через

опорную

магистраль;

г —

FDDI

качестве

опорной

сети;

д —

использование

выделенной

линии

Техническое обеспечение

САПР

Маршрутизатор (router)

—

блок взаимодействия, служащий

для

выбора

маршрута передачи данных

корпоративных

территориальных сетях.

С по-

мощью маршрутизаторов могут согласовываться

не

только канальные прото-

колы,

как это

имеет место

при

применении мостов,

но и

сетевые протоколы.

Маршрутизаторы содержат таблицы

протоколы маршрутизации

отличие

от

других

узлов, которые могут содержать лишь локальные таблицы соответствия

IP-адресов физическим

адресам

сетевых

контроллеров

локальной

сети.

Мар-

шрутизаторы могут фильтровать пакеты

соответствии

признаками, отра-

женными

заголовке пакета,

т. е.

выполнять роль брандмауэра

—

устройства,

защищающего сеть

от

нежелательных вторжений извне.

Использование коммутаторов вместо маршрутизаторов (там,

где это

воз-

можно) позволяет существенно повысить пропускную способность сети. Ком-

мутатор работает

локальными МАС-адресами,

в нем

имеется таблица соот-

ветствия МАС-адресов

портов. Кроме

того,

между разными портами

коммутатора образуется

несколько

соединений,

по

которым пакеты могут

пе-

редаваться одновременно.

В то же

время маршрутизатор оперирует IP-адре-

сами

таблицами маршрутизации

выполняет сложные алгоритмы маршру-

тизации.

Возможны коммутация

«на

лету»

(сквозная коммутация

—

out-through),

ког-

да

передача пакета начинается сразу после расшифровки заголовка,

после

полного получения пакета (промежуточная буферизация

—

store-and-forward).

Первый

способ чаще применяют

небольших сетях, второй

— в

магистраль-

ных

коммутаторах. Сквозная коммутация позволяет уменьшать задержки

передаче пакетов

использовать малый объем буфера,

но не

дает возможнос-

ти

контролировать безошибочность передачи данных.

Обычно коммутатор имеет системную плату,

ряд

портов, группируемых

сегменты, систему коммутации портов

функциональные модули. Каждый

сегмент ориентирован

на ЛВС

одного типа. Так, коммутатор

ODS

Infinity

фир-

мы

Optical

Data

Systems имеет

своем составе сегменты

для

сетей типов Ether-

net,

Token Ring,

FDDI,

Local

Talk,

причем

этих

сегментах

имеются гнезда

для

подключения

48, 48, 2 и 6

сетей соответственно. Порты соединяются

по-

средством высокоскоростной общей шины (что более характерно

для

многопортовых мостов),

но

чаще через коммутирующую матрицу. Функциональ-

ные

модули предназначены

для

связи сегментов

выхода

территориальную

сеть.

Различают коммутаторы второго

третьего уровней. Сети

коммутаторами

второго уровня подвержены

так

называемому широковещательному шторму,

поскольку

при

широковещательной передаче пакеты направляются

во все

подсети,

соединенные через коммутаторы,

сеть будет

«забита»

пакетами.

Чтобы уменьшить отрицательное влияние такого шторма, сеть разбивают

на

подсети,

пределах которых

осуществляется широковещательность.

Коммутатор

третьего

уровня разделяет подсети, направляя через себя пакет,

только

если

МАС-адрес

получателя относится

другой подсети.